长庆桥深层承压水水文地质参数的求取实践

尹念文，刘心彪

(甘肃省地质环境监测院，甘肃 兰州 730050)

陇东盆地是鄂尔多斯盆地的组成部分，位于鄂尔多斯盆地西南缘，是甘肃省重要的能源化工开发基地，水资源短缺问题已成为制约当地经济发展的瓶颈。为此，对陇东盆地地下水的勘查和研究工作一直在逐步深入开展。笔者就目前最新的生产科研成果，对长庆桥深层承压水宜君－洛河组水文地质参数进行了计算，为陇东盆地深层承压水地下水资源的评价求取必要参数。

1 水文地质条件及边界条件概化

陇东盆地白垩系地下水的补给来源主要有:大气降水面状垂向入渗补给、地表水条带状垂向补给、地下水的侧向补给三种方式。长庆桥白垩系承压水宜君－洛河组地下水的补给主要为地下水侧向补给［1］。

陇东白垩系盆地地下水系统是一个十分复杂的系统，但白垩系地下水总的径流特征是:以顺层水平径流为主，径流的方向总体上是由东部子午岭、北部的白于山、西部的六盘山等地表水分水岭指向盆地中部的马莲河谷地［1］(图1)。长庆桥白垩系宜君－洛河组承压水是一个相对独立的含水层段，上覆白垩系环河－华池组承压地下水，这两层承压水之间基本不直接补给和排泄，本区大气降水直接渗流补给宜君－洛河组的水量也不存在，在评价计算中可以忽略不计;在开采条件下，相对于开采井而言，宜君 －洛河组可视为无限含水层，四周均可补给;南东边界为地下水侧向流出边界。

图1 白垩系各含水层地下水流场图(刘心彪)

2 钻探及抽水试验

2.1 钻探

长庆桥实施地下水勘探钻孔2眼，勘探目的层为白垩系宜君－洛河组含水层，均为完整井，对目的层以上层段均进行了固井止水工艺。揭露含水层情况如下表1。

表1 长庆桥勘探孔揭露含水层情况

2.2 抽水试验

勘查工作中完成抽水试验工作:Q1、Q2号钻孔分别作为主孔，并带有1个观测孔，主孔与观测孔距离为492.39 m。抽水试验结果如下表2。

表2 长庆桥勘探孔抽水情况

3 水文地质参数计算

本次利用无越流非稳定流抽水试验求取渗透系数(K)和弹性释水系数(s)。

3.1 降深 －时间(s－lgt)直线图解法［2］

根据同一观测孔不同时间的降深资料在单对数坐标纸上作关系曲线(图2)，取其后期直线段斜率 i(一个对数周期内水位的下降值)和直线段在时间轴上截距 t0，用公式(1)、(2)求出 T、μ*，再用公式(3)求出 K(表 3)。

式中:T为导水系数(m2/d);Q为抽水量(m3/d);μ*为弹性失水系数(无纲量);i、t0为计算直线斜率、截距;

表3 直线图解法水文地质参数计算结果表

3.2 水位恢复法［3］

抽水孔以定流量Q抽水停止，水位恢复过程可等同认为

由此可见，不同时刻t与对应的水位恢复高度S(从停抽时刻的稳定水位S0算起)，在半对数纸上成直线，其斜率(一个对数周期内水位的下降值)i=0.183 Q/T，由此得到

T=0.183Q/i (5)

取t1时刻为S－lgt直线段的起点，则t1时刻水位恢复高度 ΔS1为:从停抽时刻起，有一个流量为Q的注水井开始工作，其水位回升适用泰斯公式。

当 t≥5 r2/a时，

当t=t2时，以t1为起点，t2时刻水位恢复高度为:

联解式(6)、(7)，得:

利用抽水试验的水位恢复资料，在半对数纸上点绘水位恢复高度 S与对应时刻 t关系图(图3)，按公式(5)、(8)、(9)、(3)计算得到各水文地质参数值见表4。

图2 直线图解法计算图

图3 水位恢复法计算图

表4 水位恢复法水文地质参数计算结果表

4 水文地质参数可靠析分性

综上，采用观测孔非稳定流的二种计算方法，得出渗透系数值在 0.83～1.11 m/d之间，按平均值确定为 0.96 m/d;弹性释水系数 s值在 1.93×10－4－3.01 ×10－4之间，按平均值确定为2.48×10－4。可以看出计算出的结果都非常接近，从而说明抽水试验过程成功，计算公式选择合理，得出的水文地质参数真实可靠。

5 结语

通过对陇东盆地长庆桥深层承压水水文地质勘探，采用非稳定流大型抽水试验资料，对长庆桥深层承压水水文地质参数进行了计算，以明确长庆桥深层承压水的渗透系数、弹性释水系数等重要水文地质参数，并分析其可靠性。为陇东盆地深层承压水地下水资源的评价求取必要参数，对经后陇东盆地的深层地下水勘查工作具有示范作用。

致谢:本次计算是陇东盆地深层承压水地下水第一次带有观测孔抽水试验的水文参数计算，参数的准确求取，资料来源于甘肃省地质环境监测院赵成、郭富赟组织实施的鄂尔多斯盆地甘肃能源基地地下水勘查项目，以及项目组成员的团结协力，在此表示真诚感谢!